交流電動機(電氣控制課件)

交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)交流電機三相異步電動機結(jié)構(gòu)交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)

定子鐵心的硅鋼片

1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。三相繞組A----XB----YC----Z機座：鑄鋼或鑄鐵定子鐵心定子鐵芯是磁路的一部分，它由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，片與片之間是絕緣的，以減少渦流損耗，定子鐵芯的硅鋼片內(nèi)圓沖有定子槽，槽中安放線圈，硅鋼片鐵芯在疊壓后成為一個整體，固定于基座上。定子繞組定子繞組是電動機的電路部分，三相電動機的定子繞組分為三個部分對稱地分布在定子鐵芯上三相繞組接入三相交流電源，三相繞組中的電流定子鐵芯中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場基座主要用于固定與支撐定子鐵芯，中小型異步電動機一般采用鑄鐵基座，根據(jù)不同的冷卻方式采用不同的基座形式交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子鐵心的硅鋼片2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)主要包括：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸風(fēng)扇等。轉(zhuǎn)子繞組繞線型：對稱三相繞組?；\型：對稱多相繞組。

風(fēng)扇

導(dǎo)條

端環(huán)交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵芯也是電動機磁路的一部分，由硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵芯裝在轉(zhuǎn)子上。繞線式和鼠籠式兩種電動機的轉(zhuǎn)子構(gòu)造雖然不同，但工作原理是一致的。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，即產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩籠型異步電機轉(zhuǎn)子集電環(huán)繞線型異步電機轉(zhuǎn)子交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)（一）鼠籠式異步電機轉(zhuǎn)子鼠籠式異步電機轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵芯槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊接在兩個銅端環(huán)上，如圖所示（二）繞線式異步電機轉(zhuǎn)子繞線型異步電機轉(zhuǎn)子繞組是由線圈繞組放入轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)，并分為三相對稱繞組，與定子產(chǎn)生的磁極數(shù)相同。繞線式轉(zhuǎn)子通過軸上的滑環(huán)與電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入外加電阻，用于改善啟動性能與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速交流電機

三相異步電動機結(jié)構(gòu)交流電機

三相異步電動機工作原理交流電機三相異步電動機工作原理

三相異步電機轉(zhuǎn)動原理一、

轉(zhuǎn)動原理定子三相繞組通入三相交流電旋轉(zhuǎn)磁場（方向：順時針）

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動勢E20左手定則電磁力F感應(yīng)電流I2旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)差率：電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，即（異步電動機特征）交流電機

三相異步電機轉(zhuǎn)動原理如果（1）轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（2）無轉(zhuǎn)子電動勢和轉(zhuǎn)子電流（3）無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速間必須要有差別。旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。轉(zhuǎn)差率s：由此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以由轉(zhuǎn)差率求得：異步電動機運行中：交流電機

三相異步電機轉(zhuǎn)動原理

例1：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。解：根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,

即p=3額定轉(zhuǎn)差率為：交流電機交流電機

三相異步電動機銘牌交流電機三相異步電動機銘牌

三相異步電機銘牌1.型號

用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。例如：Y132M－4

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)機座長度代號機座中心高（mm）三相異步電動機交流電機

三相異步電機銘牌異步電動機產(chǎn)品名稱代號交流電機

三相異步電機銘牌2.接法定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常接線盒交流電機

三相異步電機銘牌3.電壓電動機在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。例如：380/220V、Y/

是指線電壓為380V采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時采用聯(lián)結(jié)。說明：一般規(guī)定，電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5%。4.電流電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。例如：Y/

6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。交流電機

三相異步電機銘牌

5.功率與效率額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。鼠籠電機

=72~93％6.額定轉(zhuǎn)速電機在額定電壓、額定負載下運行時的轉(zhuǎn)速。如：n

N=1440轉(zhuǎn)/分

sN=0.04交流電機三相異步電機銘牌8.絕緣等級指電機絕緣材料能夠承受的極限溫度等級，分為A、E、B、F、H五級，A級最低(105oC)，H級最高(180oC)。交流電機交流電機

三相異步電動機運行原理交流電機三相異步電動機運行原理

三相異步電機運行原理一、轉(zhuǎn)動原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。交流電機

三相異步電機運行原理二、轉(zhuǎn)差率

同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即：

轉(zhuǎn)差率是異步電機的一個基本物理量，它反映電機的各種運行情況。轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時，電機理想空載時，作為電動機，轉(zhuǎn)速在范圍內(nèi)變化，轉(zhuǎn)差率在0~1范圍內(nèi)變。

負載越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率越大；反之，轉(zhuǎn)差率越小。轉(zhuǎn)差率的大小能夠反映電機的轉(zhuǎn)速大小或負載大小。電機的轉(zhuǎn)速為：

額定運行時，轉(zhuǎn)差率一般在0.01~0.06之間，即電機轉(zhuǎn)速接近同步速。交流電機

三相異步電機運行原理三、異步電機的三種運行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負,異步電機有三種運行狀態(tài)機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能能量關(guān)系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速外力使電機快速旋轉(zhuǎn)外力使電機沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實現(xiàn)發(fā)電機電磁制動電動機狀態(tài)交流電機交流電機

三相異步電動機的起動與調(diào)速交流電機三相異步電動機的起動與調(diào)速

三相異步電動機調(diào)速三種電氣調(diào)速方法1變頻調(diào)速(無級調(diào)速)頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲

變頻調(diào)速方法可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。交流電機

三相異步電動機調(diào)速2變極調(diào)速

(有級調(diào)速)

采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。交流電機

三相異步電動機調(diào)速3變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

(無級調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動機特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。交流電機交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)與制動交流電機三相異步電動機的反轉(zhuǎn)與制動

三相異步電機的反轉(zhuǎn)由三相異步電動機的工作原理可知，電動機的旋轉(zhuǎn)方向取決于定子旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向。因此，只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，就能使三相異步電動機反轉(zhuǎn)。圖中所示為利用控制開關(guān)SA來實現(xiàn)電動機正、反轉(zhuǎn)的原理線路圖。當(dāng)SA向上合閘時，L1接U相，L2接V相，L3接W相，電動機正轉(zhuǎn)。當(dāng)SA向下合閘時，L1接V相，L2接U相，L3接W相，即將電動機任意兩相繞組與電源接線互調(diào)，則旋轉(zhuǎn)磁場反向，電動機跟著反轉(zhuǎn)。交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)將接至交流電動機的三相交流電源進線中任意兩相對調(diào)，電動機就可以反轉(zhuǎn)。利用交流接觸器，改變電源接入電動機的相序來實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)控制。KM1L1KM2L2L3UVWKM1L1KM2L2L3UVWL1----UL2----V

L3----WL1---WL2---VL3----U交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)電動機正反轉(zhuǎn)主電路圖交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)電動機正反轉(zhuǎn)控制電路圖交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)如果在按下SB1時不小心按下SB2KM1和KM2將同時得電，此時將造成主電路電源短路L1L2L3FU1FU2KM1KM2FRUVWQS熔斷器熔斷交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)FRSB1SB2SB3KM1KM2KM1KM2KM2KM1聯(lián)鎖觸頭聯(lián)鎖觸頭為防止兩個接觸器同時得電，主電路發(fā)生短路事故在控制電路中分別串接一對對方的輔助常閉觸頭。當(dāng)一個接觸器得電動作，通過其輔助常閉觸頭使另一個接觸器不能得電動作，接觸器之間這種互相制約的作用叫做接觸器聯(lián)鎖或互鎖。（電氣互鎖）交流電機交流電機

三相異步電機的反轉(zhuǎn)與制動交流電機三相異步電動機的反轉(zhuǎn)與制動

三相異步電動機制動制動方法機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動1能耗制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。交流電機

三相異步電動機制動2反接制動停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機定子產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

交流電機

三相異步電動機制動3發(fā)電反饋制動

當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速時，旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)距。電動機進入制動狀態(tài)，同時將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。交流電機交流電機

單相異步電機的結(jié)構(gòu)與原理交流電機單相異步電機的結(jié)構(gòu)與原理

單相異步電機的工作原理交流電機單相異步交流電動機單相異步交流電動機的容量一般在750W以下，與同容量的三相異步電動機相比，它的體積較大，運行性能較差，但是它結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠、維修方便，通常廣泛應(yīng)用在小容量場合，如：家用電器（電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機等）、空調(diào)設(shè)備、電動工具（油泵、砂輪機）、醫(yī)療器械及輕工設(shè)備中。

單相異步電機的工作原理交流電機1.單相繞組的脈振磁場定子繞組：主繞組是以單相繞組加正弦交流電

氣隙

產(chǎn)生脈振磁場F0

單相異步電機的工作原理交流電機脈動磁場：磁場大小及方向隨電流的變化而變化，但磁場的軸線卻固定不變。結(jié)論：磁場只是脈動而不是旋轉(zhuǎn)，電動機不起動。（1）n=0,T=0,無起動轉(zhuǎn)矩，不采取措施，電機不能自行起動。（2）如果外力使電機轉(zhuǎn)動：n>0,T>0，正轉(zhuǎn)；n<0,T<0,反轉(zhuǎn)可以運行但不能起動。

單相異步電機的工作原理交流電機2.兩相繞組的旋轉(zhuǎn)磁場單相分相式：定子安放兩相繞組，參數(shù)相同，但空間位置上相差90度電角（對稱），兩相對稱繞組中通入大小相等，相位相差90度電角的兩相對稱電流。合成磁場：一個旋轉(zhuǎn)磁場n1=60f1/p起動必要條件：（1）定子具有空間不同相位的兩個繞組（2）兩相繞組中通入不同相位的交流電流，分相。

單相異步電機的工作原理交流電機

單相異步電機的工作原理交流電機原理分析：（1）轉(zhuǎn)子靜止時，n=0,S=1,合成轉(zhuǎn)矩為0，單相感應(yīng)電動機無起動轉(zhuǎn)矩，故單相異步電動機不能自行起動。三相異步電動機電源斷一相，相當(dāng)于一臺單相異步電動機，故不能起動。（2）當(dāng)S≠1，T≠0時，且T無固定方向，取決于S的正負，一旦旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向依外力方向而定，在外力矩作用下，電機可朝外力方向旋轉(zhuǎn)。三相感應(yīng)電動機運行中斷一相，電機仍能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。（3）當(dāng)存在負序轉(zhuǎn)矩的情況時，合成轉(zhuǎn)矩將減小，過載能力低，TF不變、n下降、S上升、I2上升、I1上升、溫升增加。交流電機

單相異步電機的結(jié)構(gòu)與原理交流電機單相異步電機的結(jié)構(gòu)與原理

單相異步電機的結(jié)構(gòu)交流電機普通單相異步電動機的結(jié)構(gòu)(1)定子定子部分有定子鐵心、定子繞組、機座、端蓋等部分組成，其主要作用是通入交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子部分有轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸等組成，其作用是導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，拖動機械負載工作。

單相異步電機的結(jié)構(gòu)交流電機(3)其他附件：端蓋、軸承、軸承端蓋、風(fēng)扇等基座一般均用鑄鐵、鑄鋁或鋼板制成，其作用是固定定子鐵心，并借助兩端端蓋與轉(zhuǎn)